《紫琅职业技术学院－电池片焊接工艺教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《紫琅职业技术学院－电池片焊接工艺教材（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、太阳能电池组件生产工艺,焊接工艺简介,2,第四章 电池片的焊接工艺,焊接工艺简介 焊带的制备 电池片的单片焊接操作工艺 电池片的串联焊接操作工艺,3,4.1 焊接工艺简介,在光伏组件生产和制造过程中，电池片的焊接是重要的工序之一。 焊接工艺分为：单焊（单片焊接）和串焊（串联焊接）； 单焊：指在电池片的正面主栅线上焊接两条焊带； 串焊：指将单片焊接好的电池片按照工艺要求的数量一片片串联焊接在一起。 在自动焊接中，单焊和串焊是通过自动焊接机同时完成的。,4,4.1 焊接工艺简介,一、焊接及其工艺 定义：利用加热或其他方法，使两种材料产生有效、牢固、永久的物理连接。,焊接方法,熔焊,钎焊,接触焊,硬
2、焊,软焊：熔点不高于450,熔焊：指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。由于被焊工件是紧密贴在一起的，在温度场、重力等的作用下，不加压力，两个工件熔化的融液会发生混合现象。待温度降低后，熔化部分凝结，两个工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法。常见的有电弧焊、激光焊、等离子焊及气焊等,5,4.1 焊接工艺简介,接触焊：接触焊接是在加热的烙铁嘴(tip)或环(collar)直接接触焊接点时完成的。 常用的方法有对接焊、点焊、缝焊等。,熔焊,接触焊,6,4.1 焊接工艺简介,钎焊：在焊件不熔化的状况下，将熔点较低的钎料金属加热至熔化状态，并使之填充到焊件的间隙中，与被焊金属相互扩散达
3、到金属间结合的焊接方法。 在光伏组件生产过程中主要采用的焊接方法就是钎焊。,钎焊,7,4.1 焊接工艺简介,1.焊接工艺参数 焊接温度：高于焊料熔点25-60，以保证焊料填满空隙。 加热速度：根据电池片的厚薄程度，焊带的材料、形状和大小等因素确定。焊件越薄、尺寸越小，焊接加热速度越快。 冷却速度：根据电池片和焊带的材料、形状和大小确定。快冷有利于韩风组织细化，提高其力学性能。但对于较脆的电池片，应注意不能快冷，以防产生冷裂纹。,8,4.1 焊接工艺简介,焊接时间：根据焊件的的大小及焊料与电池片相互作用的剧烈程度决定。大尺寸的焊件焊接时间较长，小尺寸的焊件时间较短。 预热温度：焊接电池片时，在焊
4、接工作台要配备电池片自动恒温加热控制器及加热板，对准备焊接的电池片进行预热。 加热板的温度决定了电池片的整体温度，温度过高会导致待焊电池片变形，加热温度过低会使待焊电池片和电烙铁之间温差过大，造成电池片碎裂。,9,4.1 焊接工艺简介,2.焊接工具的使用及辅助设备 （1）焊接工具 在光伏组件生产中，常用的焊接工具是恒温电烙铁，常用的焊接设备是自动电焊机。,恒温电烙铁,10,4.1 焊接工艺简介,光伏组件自动焊接机,11,恒温电烙铁,恒温烙铁 PACE HW 100,12,13,恒温电烙铁的使用过程： 1.工作台烙铁的摆放： （1）恒温烙铁 PACE HW 100的摆放见下图所示,14,内部公开
5、,（2）恒温烙铁 WELLERWSD81的摆放见下图所示 2.烙铁温度的设定： 每班次使用烙铁之前按工艺文件要求对本工位烙 铁的温度进行设定确认。一般情况，有铅焊接温度 要求35020，无铅焊接温度要求37020.,15,3.烙铁温度的点检： 每班次使用烙铁之前需用专用的烙铁点检仪对本 工位烙铁的设定温度进行点检。 点检温度方法：将开关拨到ON位置，显示室温 （25左右）.将待测烙铁头蘸上焊锡，把上锡的烙 铁头触及感应器感应点，在23秒内，LCD上将显示 烙铁头的温度.（温度感应器一定要按标识连接并 保持绷紧状态，无铅焊接使用无铅专用点检仪）,内部公开,16,4.烙铁接地电阻点检： 烙铁接地电
6、阻由点检员完成点检，并填写电烙铁接地电阻测试表。,内部公开,17,点检方法：使用万用表测量烙铁的 接地电阻，万用表打开电源并置于 欧姆档，然后将其中一个表笔可靠 触及烙铁头，另一个烙铁头触及点 检工位最近的防静电接地裸露导线。 万用表显示稳定的阻值后，把该阻值填写在相应的表格中。 接地电阻：不通电时测量10，或通电测量100），一般情况下，以烙铁不通电点检。超标处理措施：1、遇点检异常时（阻值不在要求范围内），及时通知设备技术员进行处理（更换烙铁或确认地线实际接地状况），直到点检值在要求范围内。,18,4.电烙铁的握法 （1）正握法：适用中功率烙铁或带弯头烙铁的操作。 （2）反握法：适用大功率
7、烙铁的操作。 （3）握笔法：适用操作台上焊接印制板等组件。 目前电池片生产中手工焊接电烙铁的握法一般采用握笔法。,反握法 正握法 握笔法,内部公开,19,5.手工焊接的方法 （1）三步法: 适用于热量小的较小元器件引脚的焊接。 准备：处于随时可以进行焊接的状态。 在焊点放上烙铁和锡丝. 从焊点上拿开锡丝和烙铁.,内部公开,20,（2）焊接五步法 适用于焊点较大的元器件的焊接。,准备：烙铁头和焊锡丝靠近焊点，处于随时可以进行焊接的状态； 放上烙铁：烙铁头放到焊点上进行加热； 熔化焊锡丝：焊锡丝放在焊点上，熔化适量焊锡丝； 拿开焊锡丝：熔化适量焊锡丝后迅速拿开焊锡丝 ； 拿开烙铁：焊锡的扩展范围达
8、到要求后，拿开烙铁。,内部公开,21,6.焊接操作基本要求 （1）保持烙铁头的清洁。及时在烙铁架上的湿海绵蹭去烙铁头的杂质和氧化物。 （2）烙铁的湿海绵潮湿即可，水过少烙铁容易烫伤海绵，水过多烙铁头温度下降太大影响焊接。 （3）焊接时间：有铅焊接12秒；无铅焊接23秒。 （4）烙铁撤离要及时、撤离角度与水平面约45度。 （5）加锡的方法：,内部公开,22,（6）焊接后形成的润湿角090焊接良好。实际焊接时是以45为焊接良好的检验依据。 （7）焊锡用量要适中。,偏少 正常 偏多,内部公开,23,（8）在焊锡凝固之前焊件不能摇动。 （9）对引线较多的元器件应按对角线的方法焊接固定其位置，然后依次焊
9、接其余焊脚。 （10）当焊点助焊剂残留较多或工艺文件有特别要求时，用无尘布沾适量清洁剂清洁焊点。,内部公开,24,焊接质量检查： 1.焊点外观检查要求 表面有光泽且平滑 无裂纹、针孔、夹渣、漏焊、错焊、虚焊、拉尖、桥连等焊点 焊盘部位无热损伤，焊盘无剥离、翘起,25,2.焊点检查示图,内部公开,26,3.焊点良品、不良品对比,内部公开,27,内部公开,28,4.参考：贴片元件经SMT回流焊焊点不良实例。,内部公开,29,内部公开,30,内部公开,31,15. 拉尖 16. 锡珠,内部公开,32,焊接操作注意事项 1.烙铁应有接地线，工作台和人体要有防静电措施。 2.注意烙铁头应随时保持有锡在上
10、面，防止烙铁头 被氧化而减少了烙铁头的使用寿命。 3.不焊接时应关掉烙铁电源，烙铁放置位置正确， 防止烧伤人和产品，远离易燃物品。 4.不应乱甩烙铁头上的焊锡。 5.焊接、检焊过程中严防印制板金手指部位弄上焊 锡和其他污物，严防金手指损伤。 6.严禁无铅产品使用有铅焊接烙铁、及焊锡丝、助 焊剂等辅料。没用特别说明，有铅产品不能使 用无铅焊接烙铁、及焊锡丝、助焊剂等辅料。,内部公开,33,焊接操作注意事项 烙铁应有接地线，工作台和人体要有防静电措施。 注意烙铁头应随时保持有锡在上面，防止烙铁头被氧化而减少了烙铁头的使用寿命。 不焊接时应关掉烙铁电源，烙铁放置位置正确，防止烧伤人和产品，远离易燃物
11、品。 不应乱甩烙铁头上的焊锡。,34,用到助焊膏的焊接工位，焊锡丝和助焊膏的摆放。现有的各种焊锡丝中都含有助焊剂，烙铁加取焊锡丝时就包含少量的助焊剂，因为助焊剂挥发的原因，每次烙铁头所加的助焊剂的量基本是一样的（时间越长挥发越多），所以焊点不良时，要用烙铁单独再加助焊剂操作。 焊接工位将焊锡丝放到助焊膏盒中，不仅起不到多加助焊剂的作用，还会污染助焊膏,35,不正确 正确 虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拨，引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制造的调试和检修带来极大的困难。,36,电烙铁的保养 掌握烙铁正确的使用
12、方法和良好清洁保养习惯对每 位焊接都很重要.不单延长烙铁头的寿命，还可以保 证良好的焊接质量。 1.烙铁中海绵保持干净，每天将海绵上的锡渣敲到锡 渣收集桶中；注入适当的水分，保持海绵潮湿即可； 当烙铁头上有较多的焊锡时，应当敲到烙铁架上的锡 渣槽内，再在海绵上擦拭干净。 2.在间隔使用情况下（即停止一段 时间后再使用），使用前烙铁头必 须清理擦拭后再使用，避免焊锡氧 化，造成焊点不良.,内部公开,56mm,37,3.当不使用烙铁时，应及时关闭烙铁电源，最好拔掉插头。 4.在焊接时，在焊点上勿施压过大。 5.在焊接时长时间连续使用烙铁时，应每周一次拆开烙铁头清除氧化物，防止烙铁头受损而减低温度。
13、 6.如果焊头不上锡，利用焊锡丝和清洁海绵来清洁烙铁头表面。,内部公开,38,全自动焊接机,太阳能全自动焊接机可以按照设定要求对电池片正反面同时自动连续焊接，组成电池串。焊接时焊带自动送料，自动切断，焊接完成后电池串自动收料。焊接方式有红外线灯焊接方式和高频电磁感应焊接方式。,39,全自动焊接机具有自动化程度高，操作安全、可靠、简便，运转平稳，噪声小，焊接时间短，快速节能，融合强度高等特点，焊接后的太阳能电池导电性好。焊接机系统还可以根据设定的串接片数自动调整焊接动作，使输出的电池片数达到要求片数。,40,全自动焊接机工作过程：,全自动焊接机内部结构图,41,取料： 为保证轻柔可靠地将电池盒内
14、的电池片取出，采用压缩空气分层，配合柔软的硅橡胶吸盘，在精准的机械手动作下，可靠而无损伤地将电池片送入工作区； 检测： 在检测环节中，可将上道工序未检出外观缺陷及主栅线印刷异常的电池片移出；,42,喷涂助焊剂：采用无接触的助焊剂喷涂方式，可使助焊剂准确喷涂到需要的位置，为可靠焊接提供保障； 预升温：大家知道，所有人工焊接中都要使用加热台。提高焊接台的温度，可减少焊接中电池片的破损，但焊接台温度过高时，焊接人员无法操作。而串焊机对电池片的预热温度共分三次预升温，并且温度是可控的，在正式焊接前已有超过100的温度，更加接近焊接温度，最大程度地减少因温度快速上升对电池片的损伤； 焊带铺设：焊带铺设前
15、由机械臂校直后裁切，长度精确，焊接后外形美观，焊带与电池片铺设好后，进入下一步骤焊接过程；,43,无接触电磁感应焊接： 在组件生产过程中焊接工序是最重要的环接，人工焊接过程中电烙铁的移动速度是无法控制的，因人而异，移动速度过快或速度不匀会导致焊接不牢及焊接面减少，为提高工作效率，熟练工一般每条焊带的焊接时间约为2-3 秒。如焊接156 毫米电池片按每条焊带用时3秒计算，每毫米长度烙铁移动的时间仅为0.019秒，烙铁头接触焊带的宽度约为5毫米，5*0.019秒为0.095 秒，也就是说焊锡保持融化的时间每点仅为0.1 秒，由于融化保持时间太短，因此焊接的可靠性难以保证。,44,人工焊接另一个弊端
16、是单焊串焊分别完成，电池片会受热变形两次，在单片焊接时，因为只有正面的焊带，焊接后电池片两面的应力不同导致电池片弯曲变形，串联焊接电池片同样会受到弯曲变形，极大的增加了电池片的隐裂机会。 全自动焊机是利用高频交变磁场在金属内产生涡电流发热而进行焊接的；在磁场区域内，焊带、电池片正、反面主栅线均会发热，可对正反两面的焊带同时焊接。由于是焊带及电池片的电极发热，所以高频感应焊接在所有焊接方式中，有最小的热“惯性”，即当加热关闭后，电池片的升温立即停止，从而为焊接过程中的温度控制提供保证。由于电磁感应加热的特点，再配合响应速度高达25 毫秒的红外线温度传感器，使整个焊接过程中的温度控制在相对精度为3以内。,45,缓降温区：电池串焊好后，为了消除焊带与电池片急速冷却产生的内应力，串焊机还设置了缓降温区，降温是逐渐下降过程，从而更附合焊接工艺的要求； 电池串翻面收集机构：
